石门寨地区位于我国燕山山脉东麓,渤海之滨。四面环山,以石门寨镇为中心,成一盆状地形,通称柳江盆地。
本区地势西高东低,北高南低。西部响山花岗岩和蓝旗组火山岩系分布山势险峻,明显成阶梯状排列。大平台一704高海拔高度在600——700m,为本区一级台阶。老君顶一大洼山海拔在450——500m,为本区二级台阶。石岭,石门寨、拦马庄一线海拔高度在100m左右,为本区低凹地带。东部老变质岩分布区坡缓谷宽,由娃娃峪南山502高地又上至二级台阶。区内主要山脉走向进南北向,显贵高差在200——300m,属于低山一丘陵区。
大石河由本区北东而来,至杨山后转南北向曲流,至上庄坨转南东向直流。在蟠桃峪出盆,流入燕塞湖。在本区西南角有汤河经本区,谷宽且平。
本区属褶皱山地。按褶皱变形的方式分为两类:一类是紧闭式褶皱形成的隆起山脉(造成运动形成的协和山脉);另一类是宽缓式褶皱隆起形成的山脉(受基地断裂影响,等同造山运动使盖层褶皱隆起形成的山脉)。本区属于后一类褶皱山地,即简单褶皱山地。
褶皱构造是本区地貌的基础建筑。柳江向斜形成后,曾经遭受到断裂的切割破坏,岩浆活动的增筑。因此本区内动力地形包括褶皱地形、断层地形、火山及侵入体地形。
柳江向斜经过外动力地质作用长期风化、剥蚀、夷平以及新构造运动多次抬升,在柳江向斜构造雕刻、堆砌形成一些典型的外动力地形。如重力地形、岩溶地形、流水地形、海岸地形。
- 褶皱地形
本区褶皱山地在风化、剥蚀进程中有三类地貌单元。即褶皱成山风化、剥蚀初期保留的正向地形;风化、剥蚀晚期的夷平地形;地壳抬升侵蚀回春的逆向地形。
- 正向地形:
水平岩层褶皱隆起后,背斜成山,向斜成谷,称正向地形或褶皱初始地貌。如由下寒武统府君山组石灰岩组成的上平山背斜核部仍为高地(成山),由中寒武统徐庄组山云母质粉砂岩组成的吴庄背斜核部仍为高地(成山)。大石河由杨山至傍水崖河段呈曲流河段,也保留了地表水在向斜谷地流动的特点。
- 夷平地形
褶皱山地经外力作用长期雕刻和堆砌,达到了准平原化状态,形成夷平地形。本区新构造运动多次抬升,形成多级夷平面。
第一级夷平面,分布在西部桥顶山,大平台一带,海拔在600——700m以上,构成本区最高夷平面,该夷平面现今保留面积较小,形成时代应为晚侏罗统孙家梁组沉积以后,新构造运动早第三纪抬升以前。
第二级夷平面,分布在本区中部老君顶、大洼山一带,以及东部娃娃峪南山,502高地一带。海拔在450——500mm。现保留面积较大,形成与新构造运动晚第三纪以前。
第三纪夷平面,分布在盆地内部的广大地区,海拔在300m左右,是第四纪中更新世以前形成的。
- 逆向地形,
本区新生代以来地壳运动以间歇式上升为主,褶皱山地风化、剥蚀分阶段的不断进行,即出现所谓“侵蚀回春”。背斜核部因引张断裂密集,易于被流水超前侵蚀至巨厚的软岩层,形成溶洞,并塌落形成谷地,向斜核部中侏罗统蓝旗组火山岩被保留下来形成山峰,这种背斜成谷,向斜成山,称逆向地形。
本区柳江向斜核部由中侏罗统蓝旗组火山岩组成的老君顶、大洼山南北向山脉,柳江盆地中心地带(石门寨镇位于柳江向斜东翼),属于这类逆向地形。
- 断层地形
不同方向、不同力学性质的断裂构造切割破坏了柳江向斜的完整性,由于断块差异运动,形成一些断块山,地堑地形。如鸡冠山地堑,大平台断块山。断层崖石断层两盘岩石产生差异形风化的结果,也是断层存在的地貌标志,原生断层崖经风化、剥蚀节节后退,形成次生断层崖和断层三角面。如潮水峪北北东向冲断层保留的原生断层崖(岩壁上由擦痕、阶步、镜面等断面特征)。黑山窑后村北北东向扭性断层的原生断层岩崖(岩壁上保留有水平擦痕);东部落西山、鸡冠山、傍水崖的断层三角面。沿断层带流动的流水,侵蚀断层谷地形成长条形凹地,称次生断层谷。如付水寨鸭嘴河河谷。
- 水平岩层地形
石门寨西南大平台一带,由坚硬的龙山组长石石英砂岩组成宽缓的平台顶面,构成该区的平顶山或方山地形。水平岩层受差异风化,坚硬的长石石英砂岩风化成台阶状陡坎,易风化的杂色页岩形成陡坎下的缓坡,地貌上称之为构造阶地,该阶地规模小,断续出现,岩层倾角平缓(),阶地面上无冲积物,依次可见5——6级。
- 单斜地形
在柳江向斜两翼,可见一系列南北向的单面山和猪背岭低矮地形,宛如一排排重叠的波浪,此起彼伏。这些单面上由坚硬的石英砂岩或厚层石灰岩组成。一陡坡而短,称剥蚀坡或前坡;一坡缓而长,称层面坡或后坡。剥蚀坡的坡度取决于岩层节理、裂隙的倾角。层面坡的坡度取决于岩层倾角。
西翼区,岩层倾角较大,形成前坡、后颇近于登场的单面山,称猪背岭。
- 火山喷发地形及侵入体地形
岩浆活动在柳江向斜构造上增筑,形成一些特有的火山或侵入体地形。
- 火山喷发和火山堆积物:本区中侏罗世蓝旗组火山岩系是岩浆活动沿柳江向斜核部裂隙式喷发的火山物质,这些火山物质堆积成高地,经外动力雕刻后形成南北向脊岭,纵贯本区南北,形成盆地内最高峰。如老君顶、大洼山。火山为侵出向充填形成岩琼获岩锥状地质体,形成火山地形中的微地貌。
- 侵入体地形:岩浆侵入体出露地表后,保留侵入体的原始形态构成 侵入体地形。如本区西部燕山期响山花岗岩形成雄伟壮观,嵯峨峻岭的花岗岩基地形;沙锅店的花岗斑岩的岩枝和牛鼻山的火山颈等侵入体地形。
- 重力地形
在单面山的前破形成的各种崩塌地形。如张岩子村西的倒石堆,倒石裙等崩塌地形;东部落村西倒石裙。
- 岩溶地形
石门寨地区下古生界地层中石灰分布面积广,在适当的条件下发生岩溶作用形成一系列奇特的岩溶地形景观。如沙锅店东山、东部落后山、石门寨东门等地的岩溶地形。该区岩溶地形出漏规模较小,但类型较多。有溶沟、溶芽、落水洞、天生桥等。这些岩溶地形主要发育在奥陶系石灰岩中,发育较好的地方是沙锅店东山,石门寨东门采石场。
石门寨地区岩溶洞穴也十分发育,据前人资料,认为至少可分为四层,可称为四层楼结构。
第一层位于现代河床之下,尚未山露地表,并已相互沟通形成暗河,大量的地表流水转入地下暗河,造成地表河谷干涸无水或仅在深槽中有少量溪流的水文特征,该层溶洞在石门寨和东部落等地均较发育。
第二层高度大致相当于大石河及其支流的一级阶地上,其特点是数量多、规模小,洞内充填有冲击砂砾石。如东部落,驻操营和北刁部落等地皆可见有该层溶洞发育。
第三层溶洞位于海拔170——180m左右,如程庄、李庄、黄土营和山羊寨一带的溶洞。该层溶洞特点是高度大于宽度、形状不规则,分支少;大多数已被岩溶堆积物充填,洞内哺乳物化石丰富,经黄万波鉴定(完整的熊头骨化石)为中更新世,可与周口店动物群对比。
第四层位于海拔200m左右,如李庄北的天水洞,板厂峪古塔旁溶洞等,该层溶洞特点是高地小、水平延伸长、分支多,洞口开阔宛如拱形大厅,分支狭长,形如长廊。根据洞内哺乳动物鉴定,形成时代应早于终更新世。
- 流水地形
流水地形包括面流地形、洪流地形、河流地形。
- 面流地形,再单面山后坡上部片流作用是用使基岩裸漏,形成片蚀带。在后坡下部面流片蚀,搬运的细粒物质(黄土、粘土、沙砾石)在坡脚形成坡积裙。在北林子单面山的层面坡面流地形颇为典型
- 洪流地形,该区新构造运动以来不断上升,增加了洪流的重力势。洪流地形在侵蚀区多形成深切的沟谷,在沟口则有洪积扇形成。尤其在大石河、汤河的支流河谷中,两岸谷坡冲沟的沟口洪积扇,洪积锥比比皆是。例如在黄土营至东部落一带沙河两岸谷坡上,有许多规模不等的洪积扇分布。
- 河流地形,大石河和汤河是本区两条主要河流。汤河仅流经本区西南角,流域面积小,河谷地形比较简单;具有许多支流大石河是本区最大河流,流经面积较大,塑造了较复杂的河谷地形。
两河以韩家岭、大岭、大洼山、450高地,秋子峪一线为分水岭。在分水岭两侧形成各自不同的水系系统。汤河由柳观峪流入本区,经山羊寨,上平山、鸡冠山向南奔流。区内流程仅8km。柳观峪北西的上游河段,坡降大、谷窄且直、谷坡陡峭。河床内水量少,谷底堆积两岸崩塌下来的巨大石块。至柳观峪一山羊寨河段流速减慢,坡降变缓,河谷呈喇叭状展开,形成扇状流水地形(冲积扇)。被后来的流水切割,破坏构成汤河二级阶地。山羊寨至山口子河段,谷底开阔、坡降变换、谷地平坦、且为平谷。河床宽浅平直,砂砾石河漫滩和一级堆积阶地发育良好。分布面积达。二级阶地为冲洪积阶地。三、四级阶地为侵蚀阶地,阶地面被冲沟冲开,遭到破坏。鸡冠山河段,河水沿鸡冠山地堑顺流,北岸发育有5——6级构造剥蚀阶地。其中 一-二级阶地零星分布。鸡冠山以南,河谷十分开阔。大石河及其支流河谷蜿蜒曲折,流向频繁变化,河谷较为复杂,明显可分为两段。大石河由北东而来,经大刘庄入盆,杨山至上装坨河段,呈曲河流,但河谷呈V字型,谷坡陡,在凸岸谷坡上没有或仅有不发育的阶地。河床中基岩裸漏,河漫滩为基岩碎块。该河段坡降大,水流急,地壳运动以间歇性上升为主。侵蚀作用大于冲击作用,但侵蚀速度大小地壳抬升的速度。属深切曲流河段。
上庄坨至蟠桃峪河段,呈近进直流河段,河谷开阔、为梯坡谷、河床宽浅、沙砾石滨河河床浅滩、心滩、牛轭湖及各种结构类型的阶地都很发育。河漫滩一般高山河床1——m。一级阶地为堆积阶地,高出河漫滩2——3m,阶地面宽平面连续,二级阶地为基座阶地,陡坎高度5——10m,阶地前缘的堆积物已经剥蚀殆尽,基岩裸露,后缘堆积物保留有一定的厚度,三、四级阶地为侵蚀阶地,阶地面被冲沟切割不连续,残留零星坡积砾石层。三、四级阶地陡坎高度分别为20——25m和30——50m。大石河及其支流的河谷类型和河谷中的各种地形发育特征,反映了大石河流域的地质结构,新构造运动和水文特点,这些地形特征是研究本区地壳运动的依据。
9、海岸地形
本区海岸地形由凸向海洋的海岬部分和凹向陆地的海湾部分组成,在海岬部位海蚀地形有海蚀崖、海蚀台地、海蚀凹槽、海蚀洞、海蚀柱以及海蚀阶地等。在海湾部位海积地形有海滩、沙嘴、沙坝以及海积阶地等。具体内容详见第三章第十一条路线——秦皇岛海洋地质。